¿Qué es ESS, HALT/HASS?
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El problema
El ciclo de vida corto de los productos electrónicos actuales genera mucha presión para el rápido desarrollo y fabricación de nuevos productos, o actualizaciones de los existentes, con el fin de mantenerse a la vanguardia en un mercado competitivo. Tomemos como ejemplo la corta vida útil de los modelos de computadoras e impresoras. Aparece un nuevo modelo cada pocos meses. El tiempo de comercialización es corto y los clientes esperan que los nuevos modelos funcionen a la perfección desde el primer momento.
Estas presiones pueden comprometer el desarrollo del producto o generar problemas de fabricación debido a defectos en las piezas, los procesos y la mano de obra. El resultado son mayores costos de fabricación y de garantía, una disminución de los márgenes de beneficio y, lo que es peor, la insatisfacción del cliente y la consiguiente pérdida de cuota de mercado.
La solución ESS
La prueba de estrés ambiental (ESS, por sus siglas en inglés) es la solución. Generalmente utiliza ciclos térmicos con o sin vibración para detectar defectos latentes, los llamados "defectos de vida temprana", que aparecen durante la etapa inicial de uso del producto. La "curva de la bañera" ilustra el ciclo de vida de un producto con defectos de vida temprana y desgaste.
ESS requiere ciclos térmicos rápidos del producto en un amplio rango de temperaturas. El objetivo es someter los componentes a estrés mediante tasas de expansión diferenciales de los distintos componentes montados, conexiones de soldadura y el propio conjunto de montaje, para precipitar defectos de vida útil. Asimismo, se utiliza vibración para aumentar la fatiga del producto. Los niveles adecuados se determinan generalmente aumentando el estrés ambiental de forma gradual. Se trata de un procedimiento empírico que varía según la configuración del producto.
HALT/HASS son dos aplicaciones del concepto ESS.
La prueba HALT se utiliza durante el desarrollo del producto. Determina las debilidades iniciales del producto aumentando gradualmente el nivel de estrés hasta el punto de destrucción del componente. Posteriormente, reemplaza los componentes débiles por otros más resistentes, lo que aumenta la fiabilidad del producto.
También se pueden obtener estimaciones de la mejora en la vida útil del producto y la garantía. Por ejemplo, al aplicar HALT a una UUT (antes de la parada), se determinan los niveles de destrucción para una determinada relación tensión-tiempo. Al analizar estas fallas y realizar las correcciones necesarias, se obtiene una UUT más robusta (después de la parada). Al relacionar los resultados obtenidos antes y después de la parada en condiciones de uso reales (estrés en campo), es posible estimar la mejora en la vida útil y la consiguiente extensión de la garantía.
Ejemplo de mejora de la garantía mediante HALT
El proceso HASS es un filtro de producción que garantiza la eliminación de componentes defectuosos. La experiencia en HALT y la evaluación empírica de la tensión escalonada se utilizan para establecer un filtro adecuado. Es fundamental que el nivel de tensión se ajuste al producto. No existe un nivel de tensión universal. Además, el producto debe someterse a pruebas funcionales durante la aplicación de la tensión para detectar fallos y problemas intermitentes.
Inicialmente, se recomienda realizar un cribado de producción al 100%. Posteriormente, puede ser posible realizar un muestreo por lotes. El cribado HASS debe evaluarse periódicamente para asegurar su correcto funcionamiento.
